DE19814182C2 - Kontaktsystem zur abisolierfreien Kontaktierung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kontaktsystem zur abisolierfreien Durchdringungskontaktierung von Leitungslitzen mit mindestens einem Kontaktspieß.

Ein gattungsgemäßes Kontaktsystem wird bei einem Aktuator- Sensor-Modul (DE 43 20 327 C1) zur Kontaktierung eines zwei­ adrigen Flachkabels eingesetzt. Das Flachkabel wird hierzu in einen höhenverschiebbaren Leitungskorb eingelegt, bei dessen Verschiebung Messerkontakte in das Flachkabel eindringen und seine Leitungsadern kontaktieren.

Die DE 27 08 175 A1 offenbart einen Verbinder mit Kontaktele­ menten, die ein im allgemeinen flaches Basisteil mit einem unteren Kontaktteil und einem oberen Anschlußteil aufweisen. Das obere Anschlußteil des Kontaktelements besteht aus einer Hülse, die auf der einen Seite ein unteres Ende aufweist und auf der anderen Seite mit dem Basisteil verbunden ist. Längs der Hülse erstreckt sich ein Schlitz, durch den zwei im Ab­ stand zueinander verlaufende Schneidkanten oder Klemmbacken für einen Leiter gebildet werden.

Die DE 41 27 123 A1 offenbart ein Kontaktelement mit einer dachförmigen Flankenform. Beim Einschieben eines Leiters zwischen die Flanken wird seine Ummantelung aufgeschnitten und seitlich auseinandergeschoben, so daß die Leiterseele zwischen den beiden Flanken frei liegt und weiter elektrisch verbunden werden kann.

In der DE 42 20 745 A1 ist eine Spannvorrichtung beschrieben, mit der Zahnreihen zur elektrischen Kontaktierung durch die Isolation eines elektrischen Leiters gepreßt werden.

Keines der Kontaktelemente in den vorgenannten Dokumenten ist als Kontaktspieß zur Durchdringungskontaktierung ausgebildet.

Weiterhin sind Kontaktsysteme bekannt, bei denen die Kontak­ tierung mittels Kontaktschrauben erfolgt, wie z. B. in der EP 0 665 608 A2 und der EP 0 603 134 A1 offenbart. Die Kon­ taktsysteme werden hier zur Schaffung von Verbraucherabzwei­ gen eingesetzt. Die Schraubkontaktierung ist mit einer zeit­ aufwendigen Montage verbunden, die man möglichst vermeiden möchte.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Kontakt­ system der obengenannten Art zu schaffen, das eine Kontaktie­ rung ohne Verschraubung mit geringen Eindringkräften bei einem kleinen Übergangswiderstand zwischen dem Kontaktspieß und der Leitungslitze ermöglicht.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Kontaktspieß einen dachförmig ausgebildeten Schneidbereich mit zwei Kontaktflä­ chen aufweist, die zwei in einem First zusammentreffenden Dachflächen entsprechen und die in einer dem First entspre­ chenden Schneidkante zusammenlaufen, die zusammen mit jeweils einer Kante der Kontaktflächen eine Spitze bildet. Das mes­ serähnliche Kontaktorgan, d. h. der Kontaktspieß, ermöglicht aufgrund der beschriebenen Formgebung ein Eindringen in die Leitungslitze ohne einen schlagartigen Kraftanstieg. Statt dessen ergibt sich ein kontinuierlicher Durchdringungsprozeß, in dessen Verlauf stellenweise die Adern der Leitungslitze nicht durchtrennt, sondern nur seitlich verschoben werden. Durch geeignete Wahl des Keilwinkels zwischen den beiden Kon­ taktflächen läßt sich ein Optimum hinsichtlich der Eindring­ kraft erreichen. Diese darf einerseits nicht zu hoch sein, um eine einfache Montierbarkeit zu gewährleisten, und muß ande­ rerseits aber groß genug sein, um eine ausreichende Kontakt­ kraft zu bewirken. Der Übergangswiderstand zur Leitungslitze kann durch entsprechende Vergrößerung der Kontaktflächen re­ duziert werden. Relativ große Kontaktflächen sind bei höheren Strombelastungen erforderlich, z. B. bei Strömen von bis zu 35 A bei einem Kabelquerschnitt von 4 mm², um einen ausrei­ chend geringen Übergangswiderstand zu gewährleisten und dadurch die Aufheizung der Kontaktstelle niedrig zu halten.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ergibt sich, wenn die Schneidkante, abweichend vom üblicherweise paralle­ len Verlauf des Firstes zu den horizontalen Auflagekanten der Dachflächen, abgeschrägt ist. Abhängig vom Winkel der Ab­ schrägung, ändert sich der Kraftaufwand, um durch Eindringen in die Leitungslitze die Kontaktierung zu erreichen.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, zumindest für den Schneidbereich des Kontaktspiesses versilbertes Kupfer zu verwenden.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform besteht, wenn zu dem Kontaktspieß eine Wirkverbindung zu einem Federelement vorgesehen ist, das die auf den Kontaktspieß wirkende Kon­ taktkraft bewirkt. Dadurch wird die Kontaktkraft nahezu kon­ stant gehalten, auch wenn in Folge von Alterung ein Kriechen des Isolationsmaterials der Leitungslitze stattfindet.

Eine besonders einfache und zugleich kostengünstige Ausfüh­ rung besteht, wenn das Federelement als Tellerfeder ausge­ führt ist.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Federelement als ela­ stische Klammer ausgeführt ist, die zwei Gehäuseteile bis auf einen Zwischenraum miteinander verbindet, wobei das Kontakt­ system im Innenraum zwischen den Gehäuseteilen angeordnet ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an­ hand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemä­ ßen Kontaktspiesses,

Fig. 2, 3 zwei Seitenansichten des erfindungsgemäßen Kontakt­ spiesses gemäß Fig. 1,

Fig. 4 eine Ansicht eines gefedert gelagerten Kontaktsy­ stems in einem Gehäuse,

Fig. 5 eine Ansicht eines durch eine elastische Klammer zusammengehaltenen Gehäuses mit einem Kontaktsy­ stem,

Fig. 6 eine Ansicht einer Anordnung mit einem speziellen Kontaktsystem zur elektrischen Verbindung zweier gegenüberliegend in getrennten Gehäuseteilen lie­ gender Flachkabel und

Fig. 7 eine Prinzipskizze zweier durch eine Schnallenver­ bindung verbundener Gehäuseteile.

In Fig. 1 ist ein Kontaktspieß 1 mit einer messerähnlichen Form perspektivisch dargestellt. Der Kontaktspieß 1 ist ge­ kennzeichnet durch einen oberen Bereich mit einem rechteck­ förmigen Querschnitt 2 und einer sich diesem anschließenden Spitze mit einem Schneidbereich. Der Schneidbereich 3 ist dachförmig ausgebildet, d. h. er weist zwei Kontaktflächen 4 auf, die wie zwei Dachflächen in einem First zusammenstoßen.

Dabei bilden die beiden Kontaktflächen 4 die dem Dachfirst entsprechende Schneidkante 5. Diese Schneidkante 5 ist gegenüber der rechteckförmigen Querschnittsfläche im oberen Bereich des Kontaktspiesses 1 abgeschrägt. Zugleich können auch die den Auflagekanten der Dachflächen entsprechenden Kanten 6 der Kontaktflächen 4 zu dem oberen Bereich des Kontaktspiesses 1 hin in gleicher Weise wie die Schneidkante 4 abgeschrägt zur Querschnittsfläche 7 verlaufen. Somit ergibt sich im unteren Bereich des Kontaktspiesses 1 eine aus der Schneidkante 5 und jeweils einer Seitenkante 8 einer Kontaktfläche 4 gebildete Spitze 9.

Zur Kontaktierung einer Leitungslitze 10 wird der Kontakt­ spieß 1 mittels einer Kontaktierungs- bzw. Eindringkraft über seine Spitze 9 zunächst in den Isoliermantel und dann zwi­ schen die Einzeldrähte der Leitungslitze 10 eingeschoben. Dieser Vorgang wird durch entsprechende Ausbildung der Spitze 9 mit der anschließenden Schneidkante 5 ermöglicht, wobei das Eindringen des Kontaktspiesses 5 um so weniger Kraft erfor­ dert, je kleiner der durch die Kontaktflächen 4 gebildete Keilwinkel α ist. Durch Variation des Keilwinkels α läßt sich die Kontaktkraft und folglich auch der Übergangswider­ stand von den Kontaktflächen 4 zur Leitungslitze 10 beein­ flussen. Um auch für größere Strombelastungen, z. B. für Nenn­ ströme von 35 A bei einer Kabelquerschnittsfläche von 4 mm² der Leitungslitze, einen ausreichend kleinen Übergangswider­ stand zu erhalten, müssen die Kontaktflächen 4 entsprechend vergrößert werden. Die geeignete Wahl des Keilwinkels α sorgt für ein Optimum hinsichtlich der Eindringkraft. Diese darf nicht zu hoch sein, um eine einfache Montierbarkeit zu gewährleisten, muß aber andererseits groß genug sein, um eine ausreichende Kontaktkraft zu bewirken.

In Fig. 2 und 3 sind zwei Seitenansichten des Kontaktspiesses 1 gemäß Fig. 1 mit den bereits erläuterten Bezugsziffern dar­ gestellt.

Fig. 4 zeigt einen in einem Gehäuseoberteil 11 federnd gela­ gerten Doppelspieß 12, der zur Kontaktierung und elektrischen Verbindung zweier in einem Gehäuseunterteil 13 gelagerter, hier nicht dargestellter, Flachkabel dient. Die Lagerung des Doppelspiesses 12 erfolgt hier unter Federbelastung von Tel­ lerfedern 14. Diese sorgen für eine nahezu konstante Kontakt­ kraft, auch wenn mit der Alterung der Leitungslitze 10 ein Kriechen des Isolationsmaterials einhergeht. Somit wird dem ansonsten alterungsbedingten Nachlassen der Kontaktkraft ent­ gegengewirkt. Dies wird auch bei einer Ausführungsform gemäß Fig. 5 erreicht, bei der zwei Gehäuseteile 15 unter Zwischen­ lage einer nachgiebigen Schicht 16 durch federnde Klammern 17 zusammengehalten sind. In dem durch die beiden Gehäuseteile 15 gebildeten Innenraum liegt ein Flachkabel 18 und ein Kon­ taktsystem der oben beschriebenen Form mit einem Kontaktspieß 19, der hier beispielhaft eine der Leitungsadern kontaktiert. Die Schicht 16 aus dem nachgiebigen Material ermöglicht die Beibehaltung der Kontaktkraft trotz des bereits erwähnten Alterungsprozesses des Flachkabels 18.

Zur Kontaktierung und elektrischen Verbindung der Leitungs­ adern zweier Flachkabel ist besonders eine Anordnung gemäß Fig. 6 geeignet, bei der die Kontaktspieße 20 jeweils endsei­ tig mit einer Spitze in der bereits beschriebenen Form ausge­ führt sind. Den Spitzen gegenüberliegend können die Flachka­ bel in zwei zueinander beweglichen Gehäuseteilen 21 eingelegt sein. Die Kraftübertragung auf die beiden Gehäuseteile 21 zur Kontaktierung der Kontaktspieße 20 kann z. B. mittels einer Schnallenverbindung erfolgen, wie sie prinzipiell in Fig. 7 dargestellt ist.

Claims (6)

1. Kontaktsystem zur abisolierfreien Durchdringungskontaktie­ rung von Leitungslitzen mit mindestens einem Kontaktspieß (1), dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt­ spieß (1) einen dachförmig ausgebildeten Schneidbereich mit zwei Kontaktflächen (4) aufweist, die zwei in einem First zu­ sammentreffenden Dachflächen entsprechen und die in einer dem First entsprechenden Schneidkante (5) zusammenlaufen, die zusammen mit jeweils einer Kante (8) der Kontaktflächen (4) eine Spitze (9) bildet.

2. Kontaktsystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schneidkante (5), abweichend vom üblicherweise parallelen Verlauf des Firstes zu den horizon­ talen Auflagekanten der Dachflächen, abgeschrägt ist.

3. Kontaktsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß für den Schneidbereich (4, 5, 8) ver­ silbertes Kupfer verwendet wird.

4. Kontaktsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Kontaktspieß (1) eine Wirkverbindung zu einem Federelement (14, 17) vorgesehen ist, das die Kontaktkraft auf den Kontaktspieß (1) bewirkt.

5. Kontaktsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement als Tellerfeder (14) ausgeführt ist.

6. Kontaktsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement als elastische Klammer (17) ausgeführt ist, die zwei Gehäuseteile (15) bis auf einen Zwischenraum miteinander verbindet, wobei das Kontaktsystem (1) im Innenraum zwischen den Gehäuseteilen (15) angeordnet ist.